Някои видове 3D отпечатани обекти вече могат да бъдат „пипани“, като се използва нова технология за изграждане на сензори директно в техните материали.Ново проучване установи, че това изследване може да доведе до нови интерактивни устройства, като интелигентни мебели.
Тази нова технология използва метаматериали - вещества, съставени от решетка от повтарящи се единици - за 3D печатни обекти.Когато се приложи сила върху гъвкав метаматериал, някои от техните клетки могат да се разтегнат или компресират.Електродите, включени в тези структури, могат да открият големината и посоката на тези промени във формата, както и въртене и ускорение.
В това ново проучване изследователите изработиха предмети, изработени от гъвкава пластмаса и проводими нишки.Те имат клетки с ширина до 5 mm.
Всяка клетка има две противоположни стени, направени от проводящи нишки и непроводима пластмаса, а проводимите стени служат като електроди.Силата, приложена към обекта, променя разстоянието и площта на припокриване между противоположните електроди, произвеждайки електрически сигнал, който показва подробности за приложената сила.Съавторът на изследователския доклад каза, че по този начин тази нова технология може „безпроблемно и ненатрапчиво да интегрира сензорна технология в отпечатани обекти“.
Изследователите казват, че тези метаматериали могат да помогнат на дизайнерите бързо да създават и настройват гъвкави компютърни входни устройства.Например, те са използвали тези метаматериали, за да създадат музикален контролер, проектиран да пасва на формата на човешка ръка.Когато потребителят натисне един от гъвкавите бутони, генерираният електрически сигнал помага за управлението на цифров синтезатор.
Учените също направиха метаматериален джойстик, за да играят Pac-Man.Като разбират как хората прилагат сила върху този джойстик, дизайнерите могат да проектират уникални форми и размери на дръжките за хора с ограничено сцепление в определени посоки.
Съавторът на изследователския доклад каза: „Можем да възприемем движение във всеки 3D отпечатан обект.От музика до интерфейси на игри, потенциалът е наистина вълнуващ.”
Изследователите също така създадоха софтуер за 3D редактиране, наречен MetaSense, за да помогнат на потребителите да изградят интерактивни устройства, използвайки тези метаматериали.Той симулира как 3D отпечатан обект се деформира, когато се прилагат различни сили, и изчислява кои клетки се променят най-много и са най-подходящи за използване като електроди.
MetaSense позволява на дизайнерите да отпечатват 3D структури с вградени сензорни възможности с едно движение.Това прави прототипирането на устройства супер бързо, като например джойстици, които могат да бъдат персонализирани за хора с различни нужди за достъпност.
Вграждането на стотици или хиляди сензорни единици в обект може да помогне за постигане на анализ с висока разделителна способност в реално време на това как потребителите взаимодействат с него.Например, интелигентен стол, направен от този метаматериал, може да открие тялото на потребителя и след това да включи светлина или телевизор или да събере данни за по-късен анализ, като например откриване и коригиране на позата на тялото.Тези метаматериали могат също да намерят приложение в приложения за носене.
Време на публикуване: 27 септември 2021 г